Linux 磁盘I/O优化

文件系统优化

** 动态调整请求队列数来提高效率,默认请求队列数为：128, 可配置512 **
[root@c37 queue]# cat /sys/block/sda/queue/nr_requests
128
** read_ahead, 通过数据预读并且记载到随机访问内存方式提高磁盘读操作，默认值 128，ceph配置:8192 **
[root@c37 queue]# cat /sys/block/sda/queue/read_ahead_kb
128
** 关闭最后一次访问文件(目录)的时间戳 **
例如:
mount -t xfs -o defaults,noatime,nodiratime /dev/sda5 /data
** 大文件，大容量，大量文件数建议使用xfs文件系统 **

调整I/O调度算法

[root@c37 queue]# cat /sys/block/sda/queue/scheduler
noop anticipatory deadline [cfq]
centos6.x默认为cfq
调整为deadline
[root@c37 queue]# echo deadline > /sys/block/sda/queue/scheduler
[root@c37 queue]# cat /sys/block/sda/queue/scheduler
noop anticipatory [deadline] cfq
** I/O调度算法介绍 **

1. CFQ(完全公平排队I/O调度程序) 默认
   特点:
   CFQ试图均匀地分布对I/O带宽的访问,避免进程被饿死并实现较低的延迟,是deadline和as调度器的折中.
   CFQ赋予I/O请求一个优先级,而I/O优先级请求独立于进程优先级,高优先级的进程的读写不能自动地继承高的I/O优先级.
   工作原理:
   CFQ为每个进程/线程,单独创建一个队列来管理该进程所产生的请求,也就是说每个进程一个队列,各队列之间的调度使用时间片来调度,
   以此来保证每个进程都能被很好的分配到I/O带宽.I/O调度器每次执行一个进程的4次请求.
2. NOOP(电梯式调度程序)
   特点:
   在Linux2.4或更早的版本的调度程序,那时只有这一种I/O调度算法.
   NOOP实现了一个简单的FIFO队列,它像电梯的工作主法一样对I/O请求进行组织,当有一个新的请求到来时,它将请求合并到最近的请求之后,以此来保证请求同一介质.
   NOOP倾向饿死读而利于写.
   NOOP对于闪存设备,RAM,嵌入式系统是最好的选择.
   电梯算法饿死读请求的解释:
   因为写请求比读请求更容易.
   写请求通过文件系统cache,不需要等一次写完成,就可以开始下一次写操作,写请求通过合并,堆积到I/O队列中.
   读请求需要等到它前面所有的读操作完成,才能进行下一次读操作.在读操作之间有几毫秒时间,而写请求在这之间就到来,饿死了后面的读请求.
3. Deadline(截止时间调度程序)
   特点:
   通过时间以及硬盘区域进行分类,这个分类和合并要求类似于noop的调度程序.
   Deadline确保了在一个截止时间内服务请求,这个截止时间是可调整的,而默认读期限短于写期限.这样就防止了写操作因为不能被读取而饿死的现象.
   Deadline对数据库环境(ORACLE RAC,MYSQL等)是最好的选择.
4. AS(预料I/O调度程序)
   特点:
   本质上与Deadline一样,但在最后一次读操作后,要等待6ms,才能继续进行对其它I/O请求进行调度.
   可以从应用程序中预订一个新的读请求,改进读操作的执行,但以一些写操作为代价.
   它会在每个6ms中插入新的I/O操作,而会将一些小写入流合并成一个大写入流,用写入延时换取最大的写入吞吐量.
   AS适合于写入较多的环境,比如文件服务器
   AS对数据库环境表现很差.
   ** I/O调度算法总结 **
   Anticipatory I/O scheduler 适用于大多数环境,但不太合适数据库应用
   Deadline I/O scheduler 通常与Anticipatory相当,但更简洁小巧,更适合于数据库应用, DATA/SAS盘
   CFQ I/O scheduler 为所有进程分配等量的带宽,适合于桌面多任务及多媒体应用，默认IO调度器
   NOOP I/O scheduler 适用于SSD盘，有RAID卡，做了READ的盘

** sysctl.conf针对磁盘优化 **
vm.swappiness = [0 - 10] 默认是60，太高了，如果是缓存服务器建议配置为0

针对固态硬盘优化

1. 关闭日志功能
   fstab里加挂载参数data=writeback
2. 启用 TRIM 功能
   Linux内核从2.6.33开始提供TRIM支持，所以先运行“uname -a”命令，查看自己的内核版本，如果内核版本低于2.6.33的，请先升级内核。
   然后运行“hdparm -I /dev/sda”查看自己的硬盘支不支持TRIM技术，如果支持，你会看到
   Data Set Management TRIM supported
   如果上面两个条件都满足了，就可以在fstab中添加discard来开启TRIM功能，如：
   原始的UUID=2f6be0cf-2f54-4646-b8c6-5fb0aa01ef23 / ext4 defaults,errors=remount-ro 0 1
   改后的UUID=2f6be0cf-2f54-4646-b8c6-5fb0aa01ef23 / ext4 discard，defaults,errors=remount-ro 0 1